XX学校全自动课程录播系统设计建设项目方案.docx

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XX学校全自动课程录播系统设计建设项目方案

XX学校全自动课程录播系统设计建设项目方案

一.1系统概述

全自动课程录播系统采用固定式课程录播工作站，扩展探测、跟踪、定位、智能策略等模块实现。

这种方案采用科学合理的方法将教室空间立体化的分割为若干区域，有效搭配安装多种红外探测设备。

教学过程中，自动跟踪主机根据获取的各种探测信号、语音激励信号、中控切换信号、键盘鼠标动作等，采用科学策略进行综合智能分析，灵活准确的调度现场的摄像机、调音台等采集设备，保证拍摄主体，自动调节景别景深，实现课堂无干扰、无意识控制、无人值守的全自动智能录播。

一.2系统拓扑图

一.3录播教室系统组成

录播教室由多个子模块组成，包括多媒体教室模块（如讲台、中控、展台、笔记本、投影机等等）、教室场景摄像机图像采集模块、VGA采集模块、自动跟踪探测模块、拾音系统、扩音系统、网络实时直播模块、B/S架构点播模块、录播系统资源管理模块以及外部条件（灯光系统、吸音处理）等。

一.3.1多媒体教室模块建设

课程录制首先应在多媒体教室里进行，因而多媒体教室建设是这个方案中的基础部分，多媒体教室综合应用了现代多媒体控制技术，协同控制计算机、影碟机、录像机、视频展台等现代教学设备，并通过中控集中控制电动窗帘、灯光、幕布等外围设备，通过大屏幕投影或背投，让学生老师在一个高精度大屏幕演示、高保真音质、受控声光背景的多媒体教学环境进行学习教学。

这样声像并茂的教学形式，使学生更易于领会接受授课内容，激发教师的激情，提高教与学质量。

每个教室配备多媒体电脑、中央控制主机、按键控制面板、多媒体投影机、幕布、扩音设备、视频输入、输出设备等各一套，通过网络中央控制系统，将投影机、电动幕布、音箱等信号源有机控制管理起来，在中央控制室通过管理软件对网络中的各教室多媒体设备及环境设备的进行网络化集中管理控制。

多媒体教室核心设备：

一.3.1.1信息交互式中控－3110DG-L或3110D

在多媒体教室管理系统中的核心设备是“信息交互式中控”，无论是本地管理还是远程网络管理都是基于“信息交互式中控”开展的。

“信息交互式中控”以ARM9为主处理体系，以DSP为协处理体系，共同组成强大的多媒体交互能力，内置嵌入式Linux操作系统，成为整个多媒体教室系统的基础核心。

“信息交互式中控”设备采用32位嵌入式处理器，主频高达200MHZ，64M的SDRAM特大内存运算空间，8MFLASHROM，采用国际流行的全贴片式（SMT）生产工艺，结构合理，工艺先进。

实物视图：

中控主机图ARM主板图

控制面板1控制面板2

接口介绍：

Ø具备4×2路VGA、Audio矩阵切换模块；

Ø具备2路摄像机视频输入、1路RS485可编程串口，可在不低于1200米范围内控云台解码器；

Ø具备2路独立可编程红外发射接口，一路可控投影机，另一路扩展；

Ø具备8路I/O端口，可连接安防等模块，3路RS232接口，可控教室PC、投影机、UPS、电源时序控制器；

Ø具备语音对讲的音频输入、输出接口；

Ø具备数字广播的音频输出接口，可外接音箱，无需打开计算机即可以做到接收广播通知；

Ø具备4口百兆交换机，，内含TCP/IP网络控制模块，直接连到校园网，具备网络远程控制功能；

Ø具备2路+12V/5V电源输出控制、1路幕布控制；

Ø内置一路Φ6.35话筒输入，带卡拉OK混响功能；

Ø4路模块扩展插槽

★2路CVBS、Audio输入，DC12V输出（接拾音器），可直接接驳摄像机、拾音器

★1路VGA采集编码模块，可直接对外接设备输入的VGA高清信号进行实时采集、压缩

★1路数字功率放大器模块6W×4欧姆（左右声道）；，内含专业数码音量、音色控制模块；

Ø具备3个高速USB端口，支持本地移动硬盘录像，可扩展IP电话，另一路可扩展；

Ø4路独立可编程RS-232控制接口，可控UPS、IC卡、测试口、控制键盘接口；

Ø内置投影机灯泡检测延时电路，实现电动屏幕连动和完全保护投影机；

一.3.1.2信息交互式中控－3110DG-L

E帆3110DG-L信息交互式中控，采用32位嵌入式处理器，特大内存运算空间64M的SDRAM，8M的存储FLASH，是ZONEKEY基于E帆3110B系列网络中央控制系统及嵌入式ARM处理器的基础上研发的一款可升级、可扩展的一体化中央控制系统。

E帆3110D信息交互式控制系统，既有E帆3110B系列的VGA矩阵切换接口，又具有嵌入式ARM处理器的可编程性，系统完全采用嵌入式ARM处理器及Linux系统的底层结构。

最大限度满足多媒体教室项目建设需求。

3110DGL实物图：

控制面板：

接口说明：

①为电动幕供电；

②总电源，交流AC220V输入，内置5A保险管；

③提供投影机使用的交流220V电源；

④备用电源；

⑤电脑1的VGA输入；

⑥电脑2的VGA输入

⑦展台的VGA输入；

⑧笔记本的VGA输入；

⑨投影机的输出；

⑩显示器的输出；

⑾电脑1的音频输入；

⑿电脑2的音频输入；

⒀MIC的音频输入；

⒁笔记本的音频输入；

⒂展台的音频；

⒃AV的输出（可接电视等有AV输入的设备）；

⒄⒅AV输入（可接影碟机等有AV输出的设备）

⒆⒇AV的音频输入。

（21）线性输出（可接有源音箱，红色为左声道，白色为右声道）。

（22）USB借口的IP电话。

（23）USB口预留

（24）控制面板接口（必须使用中庆公司提供的串口线与2720控制面板相连）；

（25）CONSOLE接口为生产调试专用；

（26）连接投影机的串口，通过串口控制投影机；

（27）连接ID读卡器。

（28）I/O接口：

分别为输出与输入信号接口。

（可接如：

门磁、红外探头、行程开关等。

）

（29）提供四路10/100M的网络接口；

一.3.1.3钢制多媒体电教桌

一桌两用，既可以作为多媒体教学使用，也可以作为录播控制使用。

专业定制；采用厚度为1.5mm的冷轧板，表面喷塑处理；讲桌尺寸1800X800X780mm；内置1台升降机，供录播主机预监、录制画面使用；中间内置教学用液晶显示器，供计算机课件播放显示使用，桌面右上角配置多功能接线盒（含电源、VGA、音频、A/V、USB、MIC输入、以太网连接线【RJ45】等设备接口）；双层键盘屉；左侧为录播控制区域，右侧为多媒体设备控制区域；内部可放置计算机、录播主机、功放、全场景自动调音台、教师自动跟踪主机、学生自动跟踪主机、2台显示器。

一.3.2图像系统建设

一.3.2.1录播工作站

优质工控机箱，配17寸液晶显示器。

主流配置，含VGA采编和视频采集模块，预装课堂录播平台软件、网络直播平台。

整机技术参数：

处理器

IntelCoreQ9650

内存

4GB

硬盘控制器

两个SATA通道，标配160GSATA

存储

SATA配置：

可支持到4块硬盘

集成I/O端口

1个VGA接口，2个RJ-45接口，2个USB2.0接口，1个串口，1个PS/键盘接口，1个PS/2鼠标接口

网络

主板集成1个千兆网络芯片，支持WOL（WaleOnLan）等高级网络特性

显示

ATI适配器，256MB显存

电源

300W单电源

光驱

16XDVDRW光驱

VGA采集编码卡

强大的独立运算能力：

基于高性能的DSP处理器，独立运算，不占用主机的运算资源（软件抓屏）。

视频高度清晰：

对VGA信号采用高达32位的高速模数转换，保证采集画面达到高清标准，没有损失，接近原始信号。

（VGA转AV）

采集编码同步完成：

对VGA信号进行实时采集、模数转换、压缩编码、传输。

（RGB采集卡）

采样范围宽：

采样带宽可达到600MHz，显示视频、文字、图片、网页都可保证清晰、连续、稳定。

分辨率自适应：

640*480~1280*1024

刷新率自适应：

60~85Hz

视频采集卡

视频压缩标准：

H.264

采集分辨率：

QCIF，CIF，2CIF，HD1，D1；

回放分辨率：

QCIF，CIF，2CIF，HD1，D1；

采集码率：

64K-2M，动态调整；

视频输入：

1路（NTSC，PAL制式自动识别），RCA（电平：

1.0Vp-p，阻抗：

75Ω）。

视频帧率：

1/16—25帧/秒可调；

音频输入：

1，RCA（线性输入，2Vp-p，阻抗：

1kΩ）。

拾音器电源：

1，+12V，RCA。

支持操作系统

WIN2KServer+SP4,Win2003EE。

预装软件

平台管理软件、课程录播平台软件、课程录播编辑器、课程录播播放器、

课程录制软件

其他：

基础运行时库.keyFramework，MDAC，NETFramework2.0;

其他应用程序：

根据具体需求预装；

一.3.2.2VGA采编卡

录播系统堂中一个重要的技术就是VGA采集压缩编码，正是通过这个技术实现将讲稿、多媒体课件、数码展台信号或笔记本信号等VGA信号以视频的方式进行采集压缩，实现网络应用。

基于十多年来对教育的理解，整合了多年来在嵌入式领域和DSP开发的技术优势，强势推出了基于DSP技术的集VGA采集、编码于一身的“VGA采编卡”。

Ø独立运算：

此卡基于DSP技术开发，完全独立运算，不占用教学终端或计算机的本地运算能力，无论本地播放多么复杂的课件和多媒体资源，都不会影响采集的效果，不会对课堂造成教学造成任何影响。

Ø视频高度清晰：

对VGA信号采用高达32位的高速模数转换，保证采集画面达到高清标准，没有损失，接近原始信号。

Ø信号连续实时：

对RGB信号进行实时采样、采集、模数转换、压缩。

Ø采样范围宽：

采样带宽可达到600MHz，最大可支持1280*1024*85Hz，显示视频、文字、图片、网页都可保证清晰、连续、稳定。

ØVGA信号的实时采集压缩和传输：

支持台式机、笔记本、实物展台等VGA输出信号的采集。

Ø分辨率自适应：

640*480~1280*1024

Ø刷新率自适应：

60~85Hz

一.3.2.3视频采集卡

指标

参数

视频压缩格式

H．264/MPEG4

压缩码率

64K~2M动态可调

采集分辨率

PAL：

176*144（QCIF），352*288（CIF），704*288（2CIF），528*384（DCIF），704*576（D1）；

NTSC：

176*120（QCIF），352*240（CIF），704*240（2CIF），528*340（DCIF），704*480（D1）。

回放分辨率

PAL：

176*144（QCIF），352*288（CIF），704*288（2CIF），528*384（DCIF），704*576（D1）；

NTSC：

176*120（QCIF），352*240（CIF），704*240（2CIF），528*340（DCIF），704*480（D1）。

视频输入

1路（NTSC，PAL制式自动识别），RCA（电平：

1.0Vp-p，阻抗：

75Ω）

视频帧率

PAL：

1/16—25帧/秒可调

NTSC：

1/16—30帧/秒可调

音频输入

1路，RCA（线性输入，2Vp-p，阻抗：

1kΩ）

一.3.2.4

录播教室摄像机SNOYEVI-D70P

本方案采用三台摄像机：

摄像机1号教师特写摄像机；摄像机2号教师摄像机；摄像机3号为学生全景摄像机。

三台摄像机推荐使用全采用带预置位的SONYEVI-D70P，WIS-HVC80P，WIS-HVC80H，WIS-HDM30这几款高速摄像球机。

索尼继续向它的业界领先的平移/倾斜/缩放摄像机产品系列中添加新的选择和更大的灵活性，这次推出的是索尼EVI-D70P彩色视频摄像机。

EVI-D70P将高质量的彩色视频摄像机与遥控平移/倾斜/缩放操作的灵活性结合起来，它们均位于一个紧凑的便于使用的包装中。

由于拥有一个18x光学变焦镜头，这些摄像机产品使得用户可以极高的清晰度对微小或远距离物体加以放大。

与它们前一系列的产品EVI-D30/D31相比，EVI-D70P摄像机提供了更宽的平移/倾斜范围和更快的平移/倾斜机制。

最重要的是，这些摄像机是可以在天花板上安装的—这在索尼的通用EVI摄像机中是首次实现。

EVI-D70P还配备有各种便捷的功能，如自动ICR功能、报警功能和RS-232C/422串行控制，这使得它们对于远距离学习、礼拜场所、法庭、事件现场、音乐厅等远程拍摄应用来说是一种理想的选择。

特点：

宽范围，高速度平移/倾斜

平移角度：

-170度至+170度（最大平移速度：

100度/秒）

倾斜角度：

-30度至+90度（最大倾斜速度：

90度/秒）

高缩放比率（18x光学，12x数字）

带有ExviewHADCCDTM的超级图象质量

最小照明：

1lx

水平分辨率：

460TV线（EVI-D70P）

天花板可安装或桌面安装

RS-232或RS-422串行控制（VISCATM命令）

自动ICR功能报警功能

自动关闭/夜晚关闭功能菊花链能力（最多七台摄像机）

六位置预设置多功能IR遥控器（r）单元

带EXviewHADCCD的出色图象质量

索尼EXviewHADCCD技术的采用改善了摄像机的性能。

例如，这些摄像机可提供1Lx（典型）的超级灵敏度，以及较低的涂抹水平和D-范围。

RS-232或RS-422串行控制（VISCA命令）

所有的摄像机设置和平移/倾斜/缩放功能均可通过PC远程加以控制。

通过使用RS-232C连接，最大的电缆长度可延伸至15米，而RS-422连接至可扩展到1200米。

自动ICR（IR截断过滤移除）功能

自动ICR功能将自动切换设置为添加或移除IR截断过滤，以获得增加的灵敏特性。

在暗度调节水平下，IR截断过滤被自动禁止（ICRON），红外灵敏性会有所增加。

在亮度调节水平下，过滤被自动使能（ICROFF）。

ICR的自动切换依赖于环境亮度的变化，这使得摄像机在白天和黑夜环境中均能够有效地工作。

报警和AE点设置

EVI-D70P摄影机提供了一个报警功能，它可用来检测某图象用户指定区域中的变化发生。

*任意平移/倾斜/缩放功能的使用均将使报警无效。

一.3.2.5录播教室摄像机WIS-HVC80P

国产的WIS系列摄像机均采用SONY进口机芯和CCD，在图像和画质上与国外产品基本没什么差别，成像质量和清晰度高，在一体机的电机和传动装置的稳定、耐用，使用寿命长，在价格上对比同类国外产品有着很大的优势。

WIS-HVC80P是最新推出的会议摄像机，配备18倍光学变焦的优质摄像机和高速、变速云台,可吸顶或桌面安装,具备RS-232C/RS-422通讯控制，特别适合各种遥控摄像用途，如视频会议、远程教育、监控、,医疗、会议及训练室、法院和Internet通讯等。

特点

高速全方位云台

　　　最高水平转速:

100度/秒（范围±170度）

　　　最高垂直转速:

90度/秒（范围-30度到+90度）

高清晰高灵敏度高画质ExviewHADCCD

水平分辨率：

480TV线

      216倍变焦（18光学+12倍电子）

　　　快速稳定的自动聚焦镜头高达216倍变焦

      自动关机功能

      报警功能

　　　移动侦测报警,区域可设置

      RS-232C/RS422控制（VISCA）

　　可通过PC或专用控制器,设置控制摄像机的各种功能

      32个预置位

      32个地址可设

　　一个控制器通过RS422通讯可控制32个摄像机

      可吊装或桌面安装

      可多机串联控制

　　多达7台串联控制

      多功能红外遥控器

　　遥控器可方便的控制摄像机的云台,镜头等基本功能。

一.3.2.6

录播教室摄像机-WIS-HVC80H

 WIS-HVC80H是540线高清晰会议摄像机，配备18倍光学变焦的优质摄像机，带有宽动态、日夜转换等功能，高速、变速云台,可吸顶或桌面安装，RS-232C/RS-422通讯控制，带有特别适合各种遥控摄像用途，如视频会议、远程教育、监控、,医疗、会议及训练室、法院和Internet通讯等。

特点：

高速全方位云台

最高水平转速:

100度/秒（范围±170度）

最高垂直转速:

90度/秒（范围-30度到+90度）

高清晰高灵敏度高画质ExviewHADCCD

540电视线高水平分辨率

宽动态范围

216倍变焦（18光学+12倍电子）

快速稳定的自动聚焦镜头,高达216倍变焦

日夜转换功能

自动关机功能

报警功能

移动侦测报警,区域可设置

RS-232C/RS422控制（VISCA）

可通过PC或专用控制器,设置控制摄像机的各种功能

32个预置位

32个地址可设

一个控制器通过RS422通讯可控制32个摄像机

可吊装或桌面安装

可多机串联控制

多达7台串联控制

多功能红外遥控器

遥控器可方便的控制摄像机的云台,镜头等基本功能

一.3.2.7录播教室摄像机WIS-HDM30

高清彩色录播摄像机

WIS-HDM30为教育行业定制，更坚固的外壳，更好的防尘设计，更精确稳定的快速定位，HD30内置10倍变焦镜头，可输出16：

9格式图像，HD1080i/720p格式可转换，更具有自聚焦，自动曝光，红外遥控，远程控制等功能，是精品课录播、行业录播、高清教学评估的首选，也可用于视频会议、远程医疗等高清需求。

BOLIN推出的最新HD格式的教育专用彩色摄像机，以其优质专业的技术带来了全新的高清视觉感受，控制灵活，输出信号多样（标清，高清），这让新的高清项目应用变得轻松简单。

1/3HDCMOS成像器件具有200万有效像素，可任意编码，输出高质量，高分辨率的图像，加上全方位的云台，使摄像机可以广泛应用。

功能特点：

✧超高清晰图像–200万HDCMOS传感器

WIS-HDM30采用1/3200万像素的HDCMOS传感器，能输出超高清晰的优质图像

✧宽范围的快速云台

WIS-HDM30可以快速水平，垂直宽范围的转动

水平角度：

340度

最大速度：

100度/秒

垂直角度：

-30度到+90度

最大速度：

90度/秒

✧NTSC/PAL全高清HD多格式输出

WIS-HDM30可输出VIDEO，S-VIDEO，

1080i/720iHD信号，满足不同系统要求

✧多功能红外遥控

摄像机的转动，变焦，预置位以及多种摄像机的功能均可通过标配的红外遥控器控制。

✧RS-232C遥控（VISCATM协议）

所有功能均可通过RS-232C接口进行控制（VISCA协议）.

✧40x变焦：

（10x光学+4x数字）

快速稳定的自动聚焦镜头，达40倍变焦

✧32个预置位

技术规格：

型号

WIS-HDM30

信号制式

HD

SD

成像器件

1/3HDCOMS

有效像素

约2百万（16：

9）

清晰度

HD格式1080i/720p

480TVL

镜头

10xzoom,f=5.1mm（广角）to51mm（变焦远）,4X数字

水平视场角

3º（变焦远）~42º（广角）

最小成像距离

10mm（广角）,800mm（变焦远）

最低照度

3Lx（F1.4）

自动曝光

自动/手动/AE优先,曝光补偿,背光补偿

电子快门

1/2~1/10,000s

自动增益

自动/手动（-3~+18dB,）

白平衡

自动/手动/室内/室外/触发

信噪比

高于50dB

云台

水平:

±170º（最大速度:

300º/s）,垂直:

-30ºto+90º（最大速度:

130º/s）

预置位

32

图像显示

16:

94：

316：

9

视频输出

HDY/Pb/PrVBS,Y/C

控制接口

RS-232C（8-pinminiDIN）（协议VISCA）/RS-422（5-pin）（协议VISCA）,

波特率:

9.6Kb/s,38.4Kb/s

电源电压

DC10.8to13.2V

功耗

12W

工作温度

0to40ºC（32to40ºF）

存储温度

-20to+60ºC（-4to+140ºF）

尺寸

132Wx144Hx144D（mm）（51/4x53/4x53/4inches）

重量

950g（2lb2oz）

采用的吊装模式的安装如下图

一.3.3声音系统建设

课程录播教室它的场景，应如实地反映普通教室的教学环境。

在音响方面有它的特殊性，首先它的面积应该在100平米以下。

在这样的教室里，教师的声音不需要使用扩音。

需要扩音的是课件和各媒体设备的声音。

声音的类型多为语言，音乐欣赏情况较少。

不是说对语言类的声音就可以降低标准，恰恰相反，语言类的声音在可懂度、清晰度方面要求很高。

一方面要求设备要侧重这方面的表现力，另一方面要求教室的条件也要好。

录播教室与专业的会议室对环境的要求基本相同。

有关会议厅的最佳混响时间，很多文献都有介绍，有关部门通过对国内42个大小会议厅（或以会议为主的会堂）的声学调查，进行统计分析，提出了随容积变化的混响时间建议值。

建议值允许有±0.1s的变动范围。

此外，当容积小于30m³时，应低于0.4s，根据调查，当大容积会议厅，混响大于1.9s时，语言清晰度都较差。

必须通过分散式扩声系统,即每个座位的椅背上配置小功率扬声器,满足其听闻效果。

同时还建议，对于语言扩声场所应该使用单声道扩声，这样不仅是出于节约资金的考虑，而且在多数的背景音乐扩声方式应用最多，但要想在整个扩声区域内达到立体声的效果相当困难。

根据这个设计原则，也考虑到教室内多显示器的情况，录播教室的音响系统采用均匀声场设计，在教室里设计了4个会议专用音箱，该类音箱在表现语言方面非常优秀。

每个音箱的音量并不大，但是每个学生都能听的很清楚，每个位置的声音音量几乎相同。

避免了常规设计那样，在教室的前部设置两个音箱。

造成教室里的声场很不均匀，前排学生听到的声音很大，而后排学生听到的声音又很小。

均匀声场设计，非常适合学习的环境。

一.3.3.1声音系统布置图

一.3.3.2拾音系统

全场景全自动拾音：

在师生互动性很强的教学现场，要如实地记录教师与学生之间的对话，就需要采集到高质量的声音。

教师的声音相对要好解决一些，在学生声音方面困难较多，如学生的座位很分散、由于多种原因回答问题时声音普遍很小、全体发生时声音又很大，这些都是很难协调的矛盾。

经过我们的努力，成功地解决了上述问题。

在拾音技术上有较大的创新和突破，实现了教师与学生都不使用无线话筒的前提下，同样能获得很好的声音效果。

要解决不佩戴繁琐的无线话筒，对话筒的选择很重要。

强指向话筒是远距离拾音的最佳工具，所谓远距离拾音是一个相对的概念。

是行业内一个专用词，将2米左右的距离称为“远距离”。

远距离拾音技术不是现在才有的新技术，它很早就应用在戏剧舞台上。

但早期的话筒指向性差，效果不好，现在的话筒有了很大的发展。

目前很多影视的同期录音都采用这种技术。

他的主要优点是利用自然混响，拾取